城市配网自动化及其配网规划的应用分析

浦轩妍

（国网太仓市供电公司，江苏 太仓 215400）

0 引 言

随着社会经济水平的提高和城市化进程的不断加快，导致城市已有的配电功能无法使人们的日常用电需求得以满足，这就需要将传统的配电功能用先进的配电系统代替，因此在城市电力系统中进一步普及配网自动化，其取得的效果也非常明显。城市配网自动化不仅可以使电力系统自动化运作的目标得以实现，同时可以更好地进行电力调度工作。因此，具体研究城市配网电动化及其配网规划的应用具有重要意义。

1 城市配网自动化及其必要性

1.1 城市配网自动化

配网自动化的关键在于电力系统的自动控制，其中最关键的就是调度自动化，这种自动化基于自动控制技术、现代网络技术、通信技术等，能够自动地对电力系统进行实时的监控和保护，从而确保电网的运行安全和稳定。同时，配网自动化系统中的通信自动化和服务体验模块能够帮助配电网络与电网用户进行快速、稳定且智能的连接，使得城市配网工作在人力成本方面实现节省，并且保证用户的各项要求得到及时满足。

配电网自动化包括用电和配电2大部分。在进行配电自动化设计时，必须根据当地的实际设计出最佳的配电系统。在保证电压质量、降低网损的前提下，尽量简化配电网络的结构，减少投资，最大限度地减少调度、无人值守站点的值班和报修工作，从而达到减员增效的目的，保障电力供应和服务质量，同时可以使企业获得较好的经济效益。

城市配网自动化建设要想顺利实施，必须遵循一定的原则，即总体规划原则。首先，根据各地区所收集到的电力系统的统计资料进行分析，并根据各地区存在的问题，掌握电网的整体需求，按区域划分阶段。其次，全面规划该体系，并按施工需求进行有针对性的施工和改建，以负载稳定、网络结构较为完备的地区为重点，防止重复建设。最后，循序渐进地进行改造，使其更好地发挥作用。要充分利用已有的资源，并依据目前的条件逐步进行改造，否则会出现工作无重点、难以统筹的问题。所谓信息化，就是为了方便企业的管理，及时发现和解决问题，对配电网络的信息进行统一的共享。配电网络信息化主要由终端数据的收集、调度中心数据的传送和监测以及系统管理平台信息的统计、分析、共享等内容组成[1]。

1.2 城市配电网自动化系统建设的必要性

与一些发达国家相比，我国配电网自动化技术的水平还比较落后，主要是由于我国的电力企业没有实现市场化，在电力行业发展和建设方面的竞争与其他行业有较大的差别，导致我国电力建设投资出现了分配不均衡等问题。在配电自动化建设的过程中，出现了投入资金无法达到要求等情况，造成配电网自动化设备较为落后，而且配电能力和供电能力不强。另外，随着社会的快速发展，人们的生活水平进一步提高，供电需求进一步增加，需要不断增强供电的可靠性和质量。为了将当前的情况与用户的需求相适应，需进一步对配电自动化和应用进行建设，进一步排除电力故障，降低停电概率，保证供电可靠性和质量，使其符合用户的具体需求，进一步控制电力中断的时间和电力中断的数量，降低成本。具体而言，只有配电网实现自动化，才能进一步提高运行效率，促使电力市场改革。在电力系统现代化发展的过程中，配电自动化是必然趋势，在实际使用过程中具有非常重要的意义[2]。

2 关于电力配网规划及系统建设中存在问题的分析

2.1 配电网现有的网络分布和架构不规范

配电网络设备配置问题是我国电力市场运行控制和检修计划出现延误的关键问题。目前，随着我国城市规模的不断扩大，配网设备的规划与布置存在问题，使得原有的配网结构发生变化，造成电力用户增加，影响到整个配网的运行与维护。配电网络设备布置存在的问题不但会使整体配电网络的运行效率下降，也会影响到用户的使用体验。同时，由于配电网络设备配置得不合理，使得配电网络运行费用增加，造成了较大的能源浪费。因为大部分地区在建立配电系统的时候都是不科学的，所以导致了现在的电网维修和重新规划变得更加困难，而且在保养和维修方面也不可能像以前那样灵活。就算是发电厂搬迁，也不可能让城市的电力供应充足，只能通过新的电力供应来解决[3]。

2.2 投入力度不够

目前，尽管国家对电网的自动化建设给予了积极的支持，但在建设资金方面，仍然无法满足需要，投资力度不足。电力工程配电网的自动化建设经费不足，对我国电网的发展产生了一定影响，更无法适应社会和经济发展的要求。另外，由于投资不足，配电网布局不当，没有足够的资金来优化和升级电网，如果长期不维护配电网络，则线路的稳定性和安全性都会受到很大的影响。电网缺乏安全保障将导致电力资源的合理分配和供给受到极大的削弱，时常出现停电事故，对人们的正常生产和生活用电造成极大影响。

2.3 电力供应区域相对不平衡

我国配电网络的自动化设计和建设都受到多种因素的影响，其中包括地区发展的不均衡。目前，我国很多地区还没有充分认识到电力系统的供电管理和控制工作，在电力系统中存在着不同程度的问题。这将直接影响到整个配电网络的自动化运行，电网的安全、可靠运行以及管理，同时会大大降低电网的运行效率和供电质量。

3 城市配网自动化及其配网规划的应用

3.1 完善配网体系结构

城市配电网的自动化系统包括通信系统、配电终端、主配电站以及副电站4个部分。无线微功率、无线扩频、3G/WiMax等是目前配电网络自动化系统中最常用的通信技术。在实际应用中，由于通信方式的差异，这些技术在功能和特性上也有很大的差异。其中，无线微功率通信方式具有使用方便、体积小等优点，在实际的配电自动化系统中，通常将其用到对电力需求较大的场合；无线扩频可以进一步提高网络自动化系统的抗干扰性能和传输水平；3G/WiMax通信技术具有传输速度快、传输量大的特点，可以在很短的时间内完成海量的数据传输，应用较为普遍。因此，在进行通信系统设定时，要按照系统所提出的有关需求，合理选取与之相适应的通信模式。主站是整个配电自动化系统的核心，其主要作用就是通过主站的数据中心来整合、储存数据，为以后的数据使用、管理等工作提供支撑。

3.2 提高配网规划建设水平

城市配电网自动化系统能够对各种故障信息进行准确、全面的分析，及时向相关的维护人员进行反馈，从而对城市配电网规划中的难点、重点环节进行科学的调整和引导。一般情况下，电力市场营销必须全面掌握用户的用电量，客观且全面地分析目前的配电网络负载状况，并将其通过计算机技术传输到相关的管理系统，从而有利于提高企业的信息共享，推动配网的现代化发展，加快信息传输。电力公司在规划配电网时，要充分认识电网周围的环境，掌握电网的电力输送状况，对电网的电压负荷进行分析，并根据实际情况进行电力系统的结构创新和优化，以达到合理的配置和科学的规划。将信息化技术运用到配电网的建设中，可以使配电网络的运行效率得到有效控制。此外，为电力公司及时发现和处理网络中出现的问题、提高电力系统的服务质量以及对电力系统的安全运行起到了至关重要的作用。通过建立数据模型，利用计算机、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）、通信技术等监测和管理电网的工作状况，从而有效隔离故障，将故障信息及时反馈至监测系统，最后利用计算机技术对其进行诊断和维修，以提高故障处理的效率，使其能够及时恢复正常供电。

3.3 提升自动化水平

在配电网规划中，由于存在着人为的错误信息，导致了配电网络的运行效率受到很大的影响。建立和实施城市自动配网规划，可以通过自动控制来避免人为错误，提高配网精度，减少配网系统运行中的故障，为配网规划及调整等提供更加准确且有价值的参考依据。配电自动化系统运行的核心是自动化程度，在进行配电网规划时必须考虑到电网的实际情况，并据此建立自动化系统。

将计算机技术、信息技术等与布网规划有机地结合在一起，形成一套完整的配电网自动控制系统。通过实施自动化配网计划，可以实现对传统配电系统中各类设备的集成，解决配电设备分布范围广、地理信息过于集中的问题，降低电网负荷变动的可能性，确保了配网的稳定运行[4]。总体上，配电自动化系统的组成主要包括开关及相关的自动化装置。实际操作过程中，主配电站、子配电站、配电站3个部分构成了一个较为完善的采集系统，以各个地区的监测配网为基础，以最快的速度向配电站和配电网络发送命令，这对各个配电站和配电网都有一定的要求。为了实现以上所提的各项要求，可以采取下列步骤：首先，对电网的转换率进行严格的控制，这主要是因为配电自动化系统对各监测站的控制可以按照相关管理人员的要求进行随意切换；其次，在主发电站的建设中必须严格按照有关规定，考虑到柔性操作能力。

3.4 建设地理信息系统

在配电自动化方面，其中的很多功能都与地理信息系统相关，如故障识别、监控等。根据上述情况，在配网自动化、配网规划、电力系统管理等方面要加强地理信息系统的运用，提高规划和前期的依从性，做到精准规划、高质量规划的同时将配网自动化系统中的功能充分发挥出来。地理信息系统主要由3个模块组成，系统层主要是针对自动化配网在运行时的需求发送相应的指示给其他层级；数据层的作用是存储操作数据，以满足有关人员对系统数据的查询、访问等需求；而业务逻辑层次则是保证地理信息系统正常工作的根本。它可以全方位、立体化监测电网的各个环节，对整个电网的运营都有很大的影响。

3.5 强化后期管理

前期施工完成后，要加强后期的管理，主要抓好2个方面，一方面是安全性，另一方面是保证自动化电网的稳定运转。在安全性上，要在终端设置防火墙、密码等，以防止外侵、破坏自动化配网。另外，为确保后期的平稳运营，管理人员本身的技术水准必须达到要求，这样一旦发生问题就能得到及时的解决。员工自身的专业技能越强，网络自动化系统的稳定运转也就越有保障。此外，要定期对员工进行评估，确保员工的工作能力始终达到要求；对未通过考核的员工进行回迁，待其通过考核后返回工作。同时，配电网自动化更新换代的速度也很快，必须定期对员工进行培训，确保员工的业务能力和技术水平都会随着网络的不断升级而不断提高[5]。

4 结 论

随着城市化的快速发展，人们的生活水平不断提高，对电力的需求也在持续增加。为适应我国特殊的经济发展需要，配电自动化已成为今后电网发展的必然选择。然而，在配电网规划设计中仍有许多问题，对城市配电网的运营质量产生了很大的影响。本文对配电自动化作了简单的综述，分析了目前国内配电自动化的应用情况，并对其在实际中的应用提出了自己的看法，以期对提高配电自动化水平和提高电力企业的发展起到一定的参考作用。